2013年高考物理试题分类汇编：05万有引力与航天.doc

2013年高考物理试题分类汇编：万有引力与航天1、(2013年新课标卷) 2012年6曰18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的土气，下面说法正确的是A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C如不干涉，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用【答案】BC【解析】围绕地球运动的卫星和飞船，其环绕速度都小于第一宇宙速度，A选项错，由于存在稀薄的空气阻力，所以不干涉，天宫一号速度将减小做近心运动，半径变小，万有引力做正功，其动能增加，B选项对，C选项对；航天员在天宫一号中处于完全失重状态，万有引力全部提供向心力，所受的重力存在，D选项错。2、(2013年新课标卷) 目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是A卫星的动能逐渐减小 B由于地球引力做正功，引力势能一定减小C由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 【答案】BD【解析】由于稀薄气体阻力的作用，卫星的机械能缓慢减小，在地球引力作用下做向心运动，轨道半径减小，但在一小段轨道上，仍可认为地球引力等于向心力，即，所以随轨道半径的减小，卫星的速度和动能会增大，A、C错误；由于卫星的高度降低，引力做正功，引力势能减小，B项正确；由功能关系可知，所以，D正确。3、（2013年大纲卷）“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2，月球半径约为1.74103km。利用以上数据估算月球的质量约为（ ）A8.11010kg B7.41013 kg C5.41019 kg D7.41022 kg【答案】D4、(2013年北京理综) 某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的经典力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动A半径越大，加速度越大 B半径越小，周期越大C半径越大，角速度越小 D半径越小，线速度越小【答案】C【解析】由库仑力提供核外电子的向心力，即可知答案C正确。5、（2013年安徽卷）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为A B C D【答案】C【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：，故人造地球卫星的动能，而引力势能，人造地球卫星机械能E=EP+Ek。由能量守恒定律，因摩擦而产生的热量：代入R1和R2得：。正确选项：C6、(2013年高考福建理综) 设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视为r的圆。已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足A B C D【答案】A【解析】根据万有引力提供向心力有：，A对7、(2013年山东理综)双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为A B C D【答案】B【解析】由万有引力提供向心力有，又，联立以上各式可得,故当两恒星总质量变为,两星间距变为时，圆周运动的周期变为，本题选B。8、(2013年广东理综)如图3，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是A甲的向心加速度比乙的小B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙大D甲的线速度比乙大【答案】A【解析】根据万有引力提供向心力，因为，根据得，A项错；根据得，B项错；由得，C项错；由得，D项错.9、（2013年四川理综）太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Glicsc581”运行的行星“Gl-581c”却很值得我们期待。该行星的温度在0到40之间，质量是地球的6倍，直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日。“Glicsc581”的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则A在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同B如果人到了该行星，其体重是地球上的倍C该行星与“Glicsc581”的距离是日地距离的倍D由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如果被带上该行星，其长度一定会变短【答案】B【解析】：卫星做近地环绕时，第一宇宙速度：，易得两者不相同，选项A正确；在行星表面总有，得，根据行星、地球的质量比和直径比，得，人到此星球表面，体重增加，选项B正确；环绕天体与中心天体间：，得，其中T为公转周期，易判断选项C错误；在不同的环绕系统下，都有，得出,代入数字，知道根据相对论，高速状态尺短钟慢效应，则地球上的物体在该星球上长度会变长，选项D错误。10、(2013年天津理综) “嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段己经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，己知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a 线速度 v= 【答案】，【解析】设卫星的质量为m，卫星环绕月球作匀速圆周运动，所以卫星的向心力由万有引力提供，所以有和，解得：，。11、(2013年浙江理综) 如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R。下列说法正确的是A地球对一颗卫星的引力大小为B一颗卫星对地球的引力大小为C两颗卫星之间的引力大小为D三颗卫星对地球引力的合力大小为【答案】BC【解析】地球对一颗卫星的引力大小为，根据牛顿第三定律一颗卫星对地球的引力大小为也，根据几何关系可以求得两颗卫星之间的距离为，因此两颗卫星之间的引力大小为 ；三颗卫星对地球引力的合力为0.12、（2013年上海物理）小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时间后，小行星运动的A半径变大 B速率变大 C角速度变大 D加速度变大【答案】A【解析】恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，二者之间万有引力减小，小行星运动的半径增大，速率减小，角速度减小，加速度减小，选项A正确BCD错误。13、(2013年江苏物理) 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知A太阳位于木星运行轨道的中心B火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积【答案】C14、(2013年海南物理) “北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星（同步卫星）、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是A静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的1/7D静止轨